城市的胜利

人类从树上走下来后，先是住在洞穴里，这种行为并不是人类的祖先现代智人所特有的，我们的近亲尼安德特人、海德堡人都有。过去很多人认为，定居、盖房子是在农业开始之后的事情，但是后来的考古证据显示，房屋的建造远远早于农业。同样，60年前还过着原始生活的南美洲阿奇（Ache）人，虽然还没有进入农耕文明，也不从事耕种，却居住在自己搭建的简陋茅屋里。因此，今天的人类学家认为，早先人类搭建茅屋或者帐篷，或许只是因为他们定居的洞穴远离狩猎采集的场所，需要在途中有挡风避雨或者临时过夜躲避野兽的居所。无论如何，人类在开始农业文明之前先掌握了盖房子或者窝棚的技术。而从能量的角度讲，在农田附近的平原居住比每天在山洞和田地之间往返几个小时更能节省体力，也可以有更多的时间耕种。

根据考古发现，最早期的人类居所是44000年前用猛犸象骨加兽皮搭起来的帐篷，当然也可能有更早的使用树木搭建的窝棚，只是早已腐烂，找不到踪迹了。不过，无论是使用象骨兽皮还是树木茅草，那些居所都只能暂时躲避风雨，而不能长久维持。为了让房子坚固耐久，就需要用砖石搭建，但这并非易事。

目前发现的最早用土石搭建的墙体出现在小亚细亚地区（也称为近东），距今大约10000年。小亚细亚地区创造出了世界历史上的很多第一，用土石搭建围墙、农业、冶铁技术、牛的驯化等，都是在那里最先出现的，但是那里却没有诞生一个像古埃及文明或者古中华文明那样比较完整的、大型的文明。这主要是由于地理因素。那里不是平原，无法聚集相对密集的人口，而且，史前人类并没有动力建设一座山城。

当一个部族达不到上千人口，或者一平方千米的土地上不超过10个人时，就不要指望他们有力量改变周围的环境。一次不大的自然灾害，对这样规模的群体都可能是灭顶之灾。只有当一个地区聚居了足够多的人，以某种社会组织形式组织起来，才能在短时间内创造出足够多的余粮（能量），然后利用这些余粮调动大规模的人力和畜力，建造更大的聚居点和城市。于是，在靠近水源、适合农耕的平原地带率先出现了大规模的村落。在那里，能产生更细化的社会分工，出现手工业和商业，聚集财富。当然，同时也会出现划分更细的社会阶层，更大规模的管理社会的组织，一些大的村落和聚居点便发展成了城市。

在10000年前，世界上大约有10万个部族或者村落，600万人口。虽然人口的总数并不少，但是有条件发展成城市的村落并不多，它们大多集中在今天埃及的尼罗河三角洲北部和西亚的幼发拉底河沿岸。

美索不达米亚的乌鲁克是迄今为止发现的最早的城市，位于幼发拉底河下游的东岸。在公元前4500年乌鲁克就有人居住，并且有了围墙（见图3.8）。但是乌鲁克称得上城市则是在1000年后，即便如此，距今也已经有5500年。乌鲁克城规模并不大，早期的面积只有一平方千米左右，人口数千人，这个人口密度比今天的北京还要高。乌鲁克在它繁荣的顶峰（公元前2900年），城市面积已经扩大到6平方千米，人口多达5~8万，可能是当时世界上最大的城市。

▲图3.8 乌鲁克城考古遗址

乌鲁克的主人是发明了楔形文字的苏美尔人。当时，苏美尔人已经开始用黏土烧砖，并且用砖建造了大量的房屋、神庙，铺设了街道。正是因为他们的城市是用砖建造的，而不是用土坯，所以才得以保存下来。我们在前面讲过，能够烧砖，说明人类使用能量的水平达到了一定的高度。更重要的是，烧制少量生活使用的陶器并不需要太多的能量，而烧制大量的砖瓦建设一座城市，就要有能力掌控大量的能量，这足以说明当时苏美尔人的文明水平领先于世界。

在乌鲁克之后，沿着幼发拉底河和底格里斯河，苏美尔人建立起很多独立的城市。不过这些城市虽然相互之间有很多来往，但是并没有形成一个统一的王国，因此，当时美索不达米亚文明不足以集中足够的人力建造像金字塔或者新巴比伦伊什塔尔城这样巨大的工程。

城市出现的意义很重大，因为伴随城市出现的是社会等级的划分，以及随后出现的政府。乌鲁克由职业官吏和神职人员组成上层社会，他们统治着整个城市。政府的雏形也已形成，它向平民征税，并征用劳力修建公共工程。而在所有公共设施中，神庙是苏美尔人社会活动的中心。几乎在城市诞生的同时，最早的楔形文字也在乌鲁克产生了。由此可见，技术和社会的发展是一致的。

和苏美尔人同时期的古埃及人似乎并没有掌握烧砖的技术，他们仍以石头作为建筑材料。但是石质的建筑材料一来数量少，二来成本比砖高出很多，开采一块适合建筑的石料，所需要的能量比烧制同样体积的砖多得多。因此，早期文明不可能用石头建造完整的城市，至今我们只能找到早期文明留下的石质建筑，因为平民只能住在简陋的土木建筑中。这种现象在很多文明中都可以看到，在印度和受到印度教文化影响的东南亚，流传着这样一句话：石头（建筑）是给神的，木头（建筑）是给人的。

没有掌握烧砖技术的古埃及人，不可能留下完整的城市遗迹，虽然他们留下了大量的建筑杰作，比如金字塔、神庙和法老的冥宫。由于当时生产力低下，人的寿命都不长，因此，古埃及人对死后的生活比对现世的生活更为看重。于是，古埃及人在神的居所和他们死后的居所（金字塔和冥宫）上投入的精力和钱财，远远超过生前居住的房屋甚至宫殿。

古埃及的金字塔代表了4000多年前文明的最高成就。古埃及留下了上百座大大小小的金字塔，最古老的金字塔位于今天埃及的孟菲斯附近，距今已有4700年的历史，而最著名的则是吉萨地区的三座大型金字塔，其中尤以建于约4600年前的胡夫金字塔成就最高，名气最大（见图3.9）。

▲图3.9 胡夫金字塔

今天，我们通过胡夫金字塔，可以了解古埃及当时的综合科技水平和文明程度。这座建筑的工程难度之大、水平之高，不禁令人赞叹，而且在很长时间内也让其他文明无法企及，甚至直到今天还有人怀疑它们是外星人所建，这当然是无稽之谈。概括来说，大金字塔从三个角度反映出人类当时所具有的科技水平和工程水平。

第一，大金字塔本身就是一本档案，它用自己的尺寸数据记录了当时已知的很多科学发现，比如勾股定理、圆周率、地球公转周期等。

第二，大金字塔反映了当时古埃及的工程建设成就。建造它需要解决各种各样的工程难题。当时没有水泥，因此整座大金字塔是由大约230万块巨大的石灰岩“垒成”的。在吉萨附近并没有采石场，这些巨石是从尼罗河对岸运来的。因此，开采、切割和运输建造金字塔所需要的大量巨型石料，就是一个巨大的工程难题。当时并没有铁器，为了切割坚硬的石灰岩，古埃及人制作了青铜结合石英砂的锯。此外，他们还知道在石头缝里打入木楔，然后灌上水，利用木头的张力让巨石裂开，这样省时又省力。

大金字塔下大上小的结构使它非常稳固，但是这重达500万吨的建筑怎么做到不把开口的门压塌，本身又是一个技术难题。古埃及人的建筑结构设计得非常巧妙，他们把大门设计成由4块巨石构成的三角形，这是唯一不可能被压坏的大门，说明当时的人对结构力学已经有相当多的认识（见图3.10）。

第三，强大的组织管理能力。胡夫金字塔的建筑规模“巨大”，在1311年高147米的英格兰林肯大教堂建成之前，它一直是世界上最高的建筑，这个记录保持了3700多年。大金字塔底座呈正方形，边长230米，面积相当于5~6个足球场，高146米（受雨水侵蚀目前只剩下139米），大约相当于40~50层楼高。组织和完成这样大的工程本身需要有一个非常稳定的社会结构和极强的政府管理及工程管理能力。当然，建设大金字塔还需要非常多的专业人员、能工巧匠以及超过10万名农夫和奴隶。管理这么多人，协调各个部门的工作，并且在长达十多年的建造时间里保障后勤供应，都需要社会达到相当高的文明程度才能做到。

▲图3.10 大金字塔三角形入口

从建造金字塔的结果来看，古埃及人大约比《莱茵德纸草书》问世早1000年就掌握了很多几何学的知识。大金字塔建成1000年之后，中国第一个有文字记载的朝代商朝才建立。

城市的建设导致新的建筑材料的发明，古埃及人和克里特的希腊人发明了灰浆类的黏结剂，从而实现了从“堆房子”到“砌房子”的跨越。但是这种黏结剂的强度不够大，不足以建造高大的宫殿房屋，因此，无论是大金字塔还是雅典的帕特农神庙，实际上都是“堆”成的或者“搭”成的，而非“砌”成的。在古希腊后期（也被称为希腊化时期）或者古罗马时期，欧洲人发明了古代真正意义上的水泥，它是用石灰和火山灰混合制成的，其强度和密水性与今天的水泥相当。至于发明它的是古罗马人，还是当时占领了古埃及地区的古希腊人，抑或是马其顿人，今天仍存在争议，但将水泥大规模使用在城市建设上的是古罗马人，这一点已经是共识。水泥的发明和使用，让大规模、相对低成本地建造城市成为可能，于是，不仅仅是“神”，人也可以享用高大的大理石建筑了。今天，我们能够看到古罗马帝国的各个地区都保留下来大量公元前的建筑遗迹，从罗马万神殿和竞技场，到法国的嘉德水道，再到小亚细亚的诸多圆形剧场，都要感谢水泥的发明和使用。

古罗马人对建筑的贡献不仅仅在使用水泥上，他们还发明了很多新的建筑技术，比如他们从新巴比伦的建筑中学到了拱门技术，并由此进一步发明出圆顶技术，从而引发了一次建筑革命。这些大理石建筑，彰显了古罗马人所掌握的力学和几何学知识。在欧洲，古罗马的建筑水平直到文艺复兴中期才被超越，而全世界下一次建筑革命则要等到第二次工业革命之后了，那一次是钢铁普遍用于了建筑行业。

城市化是文明的标志，也是结果。只有当人类能够获取足够多的能量，养活大量的非农业人口时，才能开始城市化。而当城市出现之后，科技的发展，特别是科学的发展得到加速，我们在后面会讲到。

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人类在定居农耕之后，经历了几千年才发明了书写系统，才有能力冶炼金属，建造城市，开始进入真正意义上以农业为核心的文明社会。农业文明的绝对水平与人口的数量及密度密切相关。只有一个国家有了足够多的人口，才能供养得起一部分人从事非农业生产，比如专门从事科学研究、发明创造。在农业时代，主要的科技成就都是围绕着提高农业生产的总量取得的，比如工具的使用、农田设施（尤其是水利设施）的建设、农耕技术（包括畜力的使用）等诸多方面。

农业文明的发展让人类创造能量的能力从文明之初（公元前4000年）的每人每天10000千卡达到了公元前200年（差不多是秦始皇统一中国的时期）的27000千卡，这让足够多的人口能够从事工商业，甚至一些非生产性的、纯脑力的工作。当然，如果仅仅有一两个知识分子分布在乡村，科学也是无法发展起来的，因此城市化本身对科学至关重要。农业文明的发展让城市的规模从乌鲁克建城时的约5000人，发展到公元前200年的10万人以上（据估计，迦太基在公元前300年陷落时有30万人，公元前200年欧洲的科学中心亚历山大有30万人，而齐国的国都临淄有12万人）。真正意义上的科学就在这个环境下诞生了。

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这是根据美索不达米亚、古埃及、古印度、爱琴海和安纳托利亚进入青铜时代的时间划分的，东亚的时间有所不同。

《不列颠百科全书》干脆笼统地把青铜时代开始的时间箅成公元前3000年之前，见https://ww w.britannica.com/event/Bronze-Age。

图坦卡蒙法老是生活在3300年前古埃及的少年法老。由于他的墓在20世纪考古发现之前没有被破坏过，因此被发掘后，考古学家从中获得了大量文物，从而帮助我们非常完整地了解了古埃及的文明。

《河渠书》给出的数据是每亩"溉泽卤之地四万余顷，收皆亩一钟"。

美洲的原住民在欧洲人到来之前，一直没有进入青铜时代。欧洲早期殖民者记录下了当地居民的生活情景。在意大利劳伦森图书馆保存的西班牙人所著的《佛罗伦萨手卷》（Florentine Codex）中，对美洲原住民的生活有详细的描述

数据来源：statista.com，思科公司。

虽然一些捷克的学者发表过论文证明更早的纺织机出现在东欧，但是读完那篇论文，我不觉得那些作者提供的证据证明了纺织机的出现。

1958年在浙江吴兴钱山漾遗址，发现了公元前2700多年的蚕丝编织品。

中国人使用蚕丝的历史更早，可以上溯到公元前3000多年仰韶文化的后期，在那里发现了公元前3630年用来包裹幼儿遗骸的蚕丝。但是用蚕丝织成丝绸的历史则要短得多。参见：Vainker，Shelagh（2004）.Chinese Silk:A Cultural History.Rutgers University Press。

考古学家对城市开始的时间争议非常大，范围从公元前4000年到公元前2900年，前后相差1000多年。因此，通常取平均数，算作公元前3500年城市出现。

世界上现存的第一本几何学文献《莱茵德纸草书》成书于公元前1650年前后，比金字塔的建造时间晚了近千年。但是从金字塔的建造结果来看，在《莱茵德纸草书》出现之前，古埃及人已经具备了非常多的几何学知识。

从亚历山大去世的公元前323年到托勒密王朝被古罗马灭亡的公元30年，古希腊文化传播到地中海沿岸和小亚细亚地区，因此，那个时期被称为希腊化时期。

[1] Karin Sowada，Peter Grave. Egypt in the Eastern Mediterranean during the Old Kingdom. Academic Press，2009.

[2] Chaniotis，Angelos. 2004. Das antike Kreta. Munich: Beck.

[3] 伊恩·莫里斯。西方将主宰多久［M］.钱峰，译。北京：中信出版社，2011。

[4] 个别学者认为从马基因的变化来看，可能早在10000年前，人类就开始将一些母马驯化为宠物，参见：Alessandro Achilli etc.“Mitochondrial genomes from modern horses reveal the major haplogroups that underwent domestication”，PNAS February 14，2012 109 (7) 2449–2454。

[5] Anthony，David W. The Horse，the Wheel，and Language: How Bronze Age Riders from the Eurasian Steppes Shaped the Modern World.Princeton，NJ: Princeton University Press，2007.

[6] 数据来源：联合时装网站。https://fashionunited.com/global-fashionindustry-statistics.

[7] 欧粤。棉纺织业改变了明清松江府社会生活［J］.文汇报，2018–6–1.

[8] 大卫·克里斯蒂安。极简人类史［M］.王睿，译，北京：中信出版社，2016.

[9] William Kennett Loftus. Travels and researches in Chaldaea and Susiana，Robert Carter & Brothers，1857.

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[11] . 伊恩·莫里斯。文明的度量［M］.李阳，译。北京：中信出版社，2014.